(57)【要約】【課題】加圧された海水からの回収エネルギを水圧ポンプに伝達する際の伝達効率を向上する。【解決手段】本発明は、海水から塩分を除去して淡水を取り出す海水淡水化装置１００であって、海水を吸い込んで吐出する水圧ポンプ１と、水圧ポンプ１から吐出された海水の一部が通過する際に塩分を除去して淡水化する逆浸透膜５と、両端が突出する駆動軸１１を有し、駆動軸１１の一端１１ａに水圧ポンプ１の回転軸１ａが連結されて水圧ポンプ１を回転駆動する両軸型の駆動モータ１０と、逆浸透膜５を通過しないで還流される海水によって回転駆動され、駆動軸１１の他端１１ｂに回転軸２ａが連結されて水圧ポンプ１の回転を駆動モータ１０の駆動軸１０ａを介して補助する水圧モータ２とを備える。【選択図】図２
2013081922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水から塩分を除去して淡水を取り出す海水淡水化装置であって、
海水を吸い込んで吐出する水圧ポンプと、
前記水圧ポンプから吐出された海水の一部が通過する際にこの海水から塩分を除去して淡水化する逆浸透膜と、
両端が突出する駆動軸を有し、前記駆動軸の一端に前記水圧ポンプの回転軸が連結されて前記水圧ポンプを回転駆動する両軸型の駆動モータと、
前記逆浸透膜を通過しないで還流される海水によって回転駆動され、前記駆動軸の他端に回転軸が連結されて前記水圧ポンプの回転を前記駆動モータの前記駆動軸を介して補助する水圧モータと、を備えることを特徴とする海水淡水化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水から塩分を除去した淡水を取り出す海水淡水化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水圧ポンプによって加圧された海水を、塩分を除去する逆浸透膜に送り、淡水を取り出す海水淡水化装置が用いられている。
【０００３】
特許文献１には、逆浸透膜によって濾過されずに排出される海水の圧力によって回転駆動される水圧モータを備える海水淡水化装置が開示されている。この海水淡水化装置では、水圧ポンプの回転軸に直結される駆動軸を有する駆動モータと、排出される海水のエネルギによって回転駆動される水圧モータとによって水圧ポンプを駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８３７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の海水淡水化装置では、駆動モータの駆動軸に水圧ポンプの回転軸を連結し、水圧ポンプの回転軸にさらに水圧モータの回転軸を連結している。そのため、組み立ての際には、駆動モータの駆動軸と水圧ポンプの回転軸とを同軸に調整した後、そこに更に水圧モータの回転軸も同軸となるように調整する必要があったため、組み立てが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、駆動モータと水圧ポンプと水圧モータとの組み立てを容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、海水から塩分を除去して淡水を取り出す海水淡水化装置であって、海水を吸い込んで吐出する水圧ポンプと、前記水圧ポンプから吐出された海水の一部が通過する際にこの海水から塩分を除去して淡水化する逆浸透膜と、両端が突出する駆動軸を有し、前記駆動軸の一端に前記水圧ポンプの回転軸が連結されて前記水圧ポンプを回転駆動する両軸型の駆動モータと、前記逆浸透膜を通過しないで還流される海水によって回転駆動され、前記駆動軸の他端に回転軸が連結されて前記水圧ポンプの回転を前記駆動モータの前記駆動軸を介して補助する水圧モータと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、駆動軸の両端が突出する両軸型の駆動モータを用い、海水を逆浸透膜へ吐出する水圧ポンプの回転軸を駆動軸の一端に連結し、逆浸透膜を通過しないで還流される海水によって回転駆動される水圧モータの回転軸を駆動軸の他端に連結する。よって、駆動モータの駆動軸の一端と水圧ポンプの回転軸とを同軸に調整し、それとは別に駆動軸の他端と水圧モータの回転軸とを同軸に調整すればよい。したがって、駆動モータの駆動軸と水圧ポンプの回転軸と水圧モータの回転軸との同軸度の調整が容易であり、組み立てを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態による海水淡水化装置の構成図である。
【図２】海水淡水化装置における水圧ポンプ，駆動モータ，及び水圧モータの正面図である。
【図３】図２における平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る海水淡水化装置１００について説明する。
【００１１】
まず、図１を参照して、海水淡水化装置１００の全体構成について説明する。
【００１２】
海水淡水化装置１００は、海水から塩分を除去して淡水を取り出す装置である。海水淡水化装置１００は、海水を吸い込んで吐出する水圧ポンプ１と、水圧ポンプ１から吐出された海水の一部が通過する際に塩分を除去して淡水化する逆浸透膜５と、水圧ポンプ１を回転駆動する両軸型の駆動モータ１０と、逆浸透膜５を通過しないで還流される海水によって回転駆動される水圧モータ２とを備える。
【００１３】
水圧ポンプ１は、海水を逆浸透膜５に供給する供給通路３に設けられ、加圧した海水を逆浸透膜５へ吐出する。水圧ポンプ１の回転軸１ａは、駆動モータ１０の駆動軸１１に連結される。水圧ポンプ１は、主として駆動モータ１０によって回転駆動され、水圧モータ２によって補助的に回転駆動される。
【００１４】
逆浸透膜５は、水を通す一方、塩類など水以外の不純物を透過させない性質を持つ濾過膜である。逆浸透膜５の上流には、水圧ポンプ１から吐出された海水が導かれる上流側室６が設けられる。逆浸透膜５の下流には、下流側室７が設けられる。下流側室７は、淡水を貯水可能な淡水タンク９に透過水取出通路８を介して連結される。
【００１５】
上流側室６には、供給通路３と、逆浸透膜５によって濾過されなかった濃縮海水を還流する排出通路４とが連結される。排出通路４は、供給通路３と比較して下流の位置にて上流側室６と連結される。これにより、供給通路３から上流側室６に供給された海水のうち、逆浸透膜５によって濾過されなかった濃縮海水は、排出通路４を通じて還流される。
【００１６】
水圧モータ２は、排出通路４に設けられる。水圧モータ２は、上流側室６から排出された濃縮海水の圧力によって回転し、水圧ポンプ１の回転を補助する。水圧モータ２の回転軸２ａは、駆動モータ１０の駆動軸１１に連結される。
【００１７】
次に、図２及び図３を参照して、駆動モータ１０について説明する。
【００１８】
駆動モータ１０は、電源装置（図示省略）から供給される電力によって回転する電動機である。駆動モータ１０に代えて、電力以外のエネルギによって回転する他の原動機を用いてもよい。
【００１９】
駆動モータ１０は、水圧ポンプ１と水圧モータ２とともに架台２０上にブラケットを介して取り付けられる。駆動モータ１０は、水圧ポンプ１と水圧モータ２との間に配設される。
【００２０】
駆動モータ１０は、両端が突出する駆動軸１１を有する。駆動モータ１０は、駆動軸１１が水圧ポンプ１の回転軸１ａと水圧モータ２の回転軸２ａと同軸となるように配置される。駆動軸１１の一端１１ａには、カップリング２１を介して水圧ポンプ１の回転軸１ａが連結される。駆動軸１１の他端１１ｂには、カップリング２２を介して水圧モータ２の回転軸２ａが連結される。
【００２１】
カップリング２１とカップリング２２とは、軸ずれを吸収可能なフレックスカップリングである。カップリング２１とカップリング２２とを介して連結することによって、回転軸１ａと駆動軸１１との間、及び回転軸２ａと駆動軸１１との間の軸ずれが吸収される。
【００２２】
ここで、従来の海水淡水化装置では、駆動モータの駆動軸に水圧ポンプの回転軸を連結し、水圧ポンプの回転軸にさらに水圧モータの回転軸を連結していた。組み立ての際には、駆動モータの駆動軸と水圧ポンプの回転軸とを同軸に調整した後、そこに更に水圧モータの回転軸も同軸となるように調整する必要があった。そのため、駆動モータの駆動軸と水圧モータの回転軸とを同軸に調整するのが困難であった。
【００２３】
これに対して、海水淡水化装置１００では、駆動軸１１の両端が突出する両軸型の駆動モータ１０が用いられる。駆動軸１１の一端１１ａには、海水を逆浸透膜５へ吐出する水圧ポンプ１の回転軸１ａが連結される。駆動軸１１の他端１１ｂには、逆浸透膜５を通過しないで還流される海水によって回転駆動される水圧モータ２の回転軸２ａが連結される。よって、駆動モータ１０の駆動軸１１のと水圧ポンプ１の回転軸１ａとを同軸に調整し、それとは別に駆動軸１１と水圧モータ２の回転軸２ａとを同軸に調整すればよい。したがって、駆動モータ１０の駆動軸１１と水圧ポンプ１の回転軸１ａと水圧モータ２の回転軸２ａとの同軸度の調整が容易であり、組み立てを容易にすることができる。
【００２４】
また、従来は、水圧ポンプと水圧モータとを並列に並べて配置していた。そして、水圧ポンプの回転軸と水圧モータの回転軸とにそれぞれプーリを設け、各々のプーリ間に架け回されたベルトを介して回収エネルギを水圧ポンプに伝達していた。
【００２５】
これに対して、駆動モータ１０では、駆動軸１１と水圧ポンプ１の回転軸１ａと水圧モータ２の回転軸２ａとをカップリング２１，２２だけで連結することができる。よって、従来の構成と比較すると、部品点数が減少してコンパクトにできる。
【００２６】
次に、図１を参照して、海水淡水化装置１００の作用について説明する。
【００２７】
水圧ポンプ１は、駆動モータ１０によって回転駆動され、海水を汲み上げる。水圧ポンプ１から吐出された海水は、供給通路３を通じて上流側室６に供給される。上流側室６に供給された海水は、供給通路３から排出通路４に向かって、逆浸透膜５に沿って流れる。
【００２８】
水圧ポンプ１の吐出圧によって上流側室６内の水圧が上昇すると、海水の一部が逆浸透膜５を通過する。このとき、逆浸透膜５は、海水中の塩類などの不純物を透過させないで濾過する。逆浸透膜５によって濾過された透過水は、下流側室７から透過水取出通路８を通じて取り出され、淡水タンク９に貯水される。これにより、海水から塩類などの不純物を除去して淡水を精製することができる。
【００２９】
上流側室６では、供給通路３から排出通路４に向けて海水が常に流れているため、不純物の滞留が防止される。また、上流側室６内では、海水が逆浸透膜５に沿って流れるため、逆浸透膜５に不純物が付着することが防止される。
【００３０】
逆浸透膜５によって濾過されなかった濃縮海水は、上流側室６から排出通路４を通じて海水中に還流される。このとき、排出通路４を流れる濃縮海水によって、水圧モータ２が回転駆動される。
【００３１】
水圧モータ２の回転軸２ａの回転は、駆動モータ１０の駆動軸１１を介して水圧ポンプ１の回転軸１ａに伝達される。よって、駆動モータ１０によって回転駆動される水圧ポンプ１が、水圧モータ２の回転によって補助される。したがって、水圧モータ２によって補助された分だけ、駆動モータ１０の消費エネルギを低減することができる。
【００３２】
ここで、従来のプーリ間に架け回されるベルトを介して回収エネルギを水圧ポンプに伝達する構成では、回収エネルギの伝達効率が、ベルトの伝達ロス分だけ低下するおそれがあった。
【００３３】
これに対して、水圧モータ２の回転軸２ａは、駆動モータ１０の駆動軸１１に直接連結される。そのため、水圧モータ２が回転駆動されると、その回転が駆動軸１１に直接伝達される。これにより、加圧された海水からの回収エネルギを、水圧ポンプ１の回転軸１ａに直接伝達することができる。したがって、回収エネルギの伝達ロスが無いため、加圧された海水からの回収エネルギの伝達効率を向上できる。
【００３４】
また、回収エネルギの伝達効率が向上した分だけ、水圧ポンプ１の起動時や通常の運転時に必要な駆動モータ１０の駆動力が抑制される。よって、容量の小さな駆動モータ１０を用いることができる。
【００３５】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００３６】
駆動軸１１の両端が突出する両軸型の駆動モータ１０を用いるため、駆動モータ１０の駆動軸１１のと水圧ポンプ１の回転軸１ａとを同軸に調整するとともに、駆動軸１１と水圧モータ２の回転軸２ａとを同軸に調整することによって組み立てが可能である。したがって、駆動モータ１０の駆動軸１１と水圧ポンプ１の回転軸１ａと水圧モータ２の回転軸２ａとの同軸度の調整が容易であり、組み立てを容易にすることができる。
【００３７】
また、海水淡水化装置１００では、駆動軸１１の両端が突出する両軸型の駆動モータ１０を用い、海水を逆浸透膜５へ吐出する水圧ポンプ１の回転軸１ａを駆動軸１１の一端１１ａに連結し、逆浸透膜５を通過しないで還流される海水によって回転駆動される水圧モータ２の回転軸２ａを駆動軸１１の他端１１ｂに連結する。これにより、加圧された海水からの回収エネルギを、水圧ポンプ１の回転軸１ａに直接伝達することができる。したがって、加圧された海水からの回収エネルギの伝達効率を向上できる。
【００３８】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００３９】
例えば、海水を淡水化する装置だけでなく、逆浸透膜５を用いる他の水処理システムにも本発明を適用することが可能である。また、水処理システムだけでなく、液圧システムにて余剰な流量，圧力をもった作動流体の流れがある場合にも、本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１００    海水淡水化装置
１        水圧ポンプ
１ａ      回転軸
２        水圧モータ
２ａ      回転軸
５        逆浸透膜
１０      駆動モータ
１１      駆動軸
１１ａ    駆動軸の一端
１１ｂ    駆動軸の他端
【図１】
2013081922.tif 000003
【図２】
2013081922.tif 000004
【図３】
2013081922.tif 000005